Concepto de Polimerización

El término de polimerización se refiere al conjunto de reacciones químicas, el cual consiste en que un monómero iniciador o endurecedor activa a otro monómero empezando una reacción en cadena, la cual constituye el polímero final. Por ejemplo, la mecha de un explosivo, cuando se acerca una fuente de calor como una cerilla o un mechero, este reacciona inmediatamente quemándose a lo largo de toda la mecha, en este caso, el mechero o cerilla sería el monómero iniciador y la mecha quemada sería el polímero final que se lograría.

Polimerización

Las reacciones de polimerización se clasifican en:

  • Polimerización radical.
  • Polimerización iónica.
  • Aniónica.
  • Catiónica.

Polimerización radical: para que suceda la polimerización radical se requiere que el monómero iniciador o endurecedor, el que activa y causa la reacción, incluya radicales libres, esto es, que contienen electrones desapareados, los cuales reaccionan con el monómero de la resina para constituir el polímeros. El radical se describe como una especie química altamente inestable y, por lo tanto, con un gran poder reactivo al tener electrones desapareados.

Las etapas que se producen en las polimerizaciones radicales son:

  • Iniciación de la reacción: se constituyen los radicales libres, dado a la acción de energía térmica, química, electroquímica o fotoquímica.
  • Formación del radical RAD-R ---> RAD* + *R
  • Iniciación de la cadena RAD* + A ---> RAD-A*

Crecimiento de la Cadena


RAD-A* + A ---> RAD-A-A*
RAD-A-A* + A ---> RAD-A-A-A*

Terminación de la cadena: existen diferentes formas de terminar con la reacción ya sea por:

  • Combinación de dos radicales RAD-A-A-A* + *A-A-A-RAD ---> RAD-A-A-A-A-A-A-RAD./li>
  • Utilizando inhibidores-reguladores: son los agentes externos a la polimerización, los cuales consisten en reaccionar con el radical haciéndolos finalizar la reacción.

Una de las desventajas de la polimerización radical está en que no se puede controlar el peso molecular y tamaño del polímero, ya que cada reacción culmina en un camino indefinido. Los polímeros que se producen a través de la polimerización radical son extremadamente dependientes de la temperatura, un incremento de esta acelerará las reacciones causando:
  • Cadenas más cortas de los polímeros reduciendo sus propiedades mecánicas (resistencia y elongación).
  • Disminución del tiempo de trabajo, pot life y curado.
  • Polimerización iónica: el funcionamiento de la polimerización iónica es semejante a la polimerización radical, en este caso el radical se refiere a un ión (átomo o molécula), en el cual una de sus áreas está cargada positivamente o negativamente por la presencia o ausencia de electrones.
Las características principales de la polimerización iónica son:
  • Requiere menos energía de activación que la radical.
  • No es lo suficientemente dependiente de la temperatura.
  • La terminación de la cadena solo se ocasiona por el uso de inhibidores, reguladores u otros agentes que surgen de la reacción.
De acuerdo a la carga del ión la polimerización iónica se clasifica en:
  • Polimerización catiónica: el ion es un átomo o molécula con falta de electrones (carga positiva).
  • ION+ + A --> ION-A+ ION-A+ + A --> ION-A-A+ ION-A-A+ + A --> ION-A-A-A+
  • Polimerización aniónica: el ion es un átomo o molécula con exceso de electrones (carga negativa).
  • ION- + A --> ION-A- ION-A- + A --> ION-A-A- ION-A-A- + A --> ION-A-A-A-
Los adhesivos de curado a través de la polimerización:

Polimerización Radical

  • MMA.
  • Anaeróbicos.
  • Poliésteres insaturados.
  • Acrílicos de curado por ultravioleta.

Polimerización Iónica

  • Aniónica – Cianoacrilatos.
  • Catiónica - Epoxi de curado por radiación.